即使腫瘤是良性的,也會損傷周圍的血管和組織。如果是惡性的,就會變得咄咄逼人,鬼鬼祟祟,通常會造成不可挽回的損失。在后一種情況下,早期發(fā)現(xiàn)是治療和康復(fù)的關(guān)鍵。然而,這種檢測有時可能需要先進的成像技術(shù),而不是今天市場上可以買到的技術(shù)。
例如,一些腫瘤發(fā)生在器官和組織的深處,并被粘膜覆蓋,這使得科學(xué)家很難通過標準方法直接觀察到它們,例如內(nèi)窺鏡檢查(通過細管將小型攝像機插入患者體內(nèi))。他們在活檢的時候。特別是胃腸道間質(zhì)瘤,通常在胃和小腸中發(fā)現(xiàn),需要苛刻的技術(shù),這是耗時的,并且會延長診斷時間。現(xiàn)在,為了提高GIST的診斷水平,來自東國家癌癥中心醫(yī)院的佐藤大樹博士、池松博司和桑田武司,以及來自理研高級光子學(xué)中心的田英夫洋子博士和廣司博士。東京科技大學(xué)的Toshimaka高松和我的Koei Soga開發(fā)了一種技術(shù),該技術(shù)將近紅外高光譜成像(NIR-HSI)與機器學(xué)習(xí)結(jié)合起來。他們的發(fā)現(xiàn)發(fā)表在《自然科學(xué)報告》上。
武村博士解釋說:“這項技術(shù)有點像x光。這個想法是利用可以穿過人體的電磁輻射來生成內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖像,”他說。“不同的是,X射線的波長為0.01- 10納米,但近紅外波長在800-2500納米左右。在這個波長下,近紅外輻射使圖像中的組織看起來透明,這些波長對患者的傷害甚至比可見光還要小。”
這應(yīng)該意味著科學(xué)家可以安全地研究隱藏在組織內(nèi)部的東西,但是在武村博士和他的同事進行研究之前,還沒有人嘗試過將近紅外-高速成像用于胃腸道間質(zhì)瘤等深部腫瘤。在談及促使他們進行這項調(diào)查的原因時,武村博士向開始研究之旅的已故教授致敬:“這個項目之所以成為可能,是因為已故的金井一弘教授打破了醫(yī)生和工程師之間的隔閡,建立了這種合作關(guān)系。我們遵從他的意愿。”
武村博士的團隊對12名確診為胃腸道間質(zhì)瘤的患者進行了影像學(xué)實驗,他們通過手術(shù)切除了腫瘤??茖W(xué)家使用近紅外(NIR-HSI)對切除的組織進行成像,然后請病理學(xué)家檢查圖像,以確定正常組織和腫瘤組織之間的邊界。然后將這些圖像作為機器學(xué)習(xí)算法的訓(xùn)練數(shù)據(jù),本質(zhì)上是教計算機程序區(qū)分圖像中代表正常組織的像素和代表腫瘤組織的像素。
科學(xué)家發(fā)現(xiàn),即使12個測試腫瘤中有10個被粘膜完全或部分覆蓋,機器學(xué)習(xí)分析仍然可以有效識別GIST,并以86%的準確率對腫瘤和非腫瘤切片進行正確的顏色編碼。武村博士解釋說:“這是一個非常令人興奮的發(fā)展。不同類型的黏膜下腫瘤無需活檢即可準確、快速、無創(chuàng)地診斷。這種手術(shù)需要手術(shù),對患者和病人來說都非常容易。醫(yī)生?!?
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